JPH07205417A - インクジェット記録方法、記録装置および情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易に階調表現が可能で、かつ高画質な画像
を提供することが可能なインクジェット記録方法および
該方法を用いる記録装置および情報処理システムを提供
することを目的とする。 【構成】 本発明にもとづく記録方法は、画像を構成す
る一つの画素を少なくとも２回の記録走査によって形成
し、かつ少なくとも２回の記録走査のうち、第１の記録
走査によって形成する半径ｂからなるドットと第２の記
録走査によって形成される半径ａからなるドットとの中
心間距離Ｌは、式： 【数４】Ｌ−ｂ≦ａ を満たす値をとることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字、画像等の情報を
被記録媒体上に出力するための記録装置に利用される記
録方法、該記録方法を用いるインクジェット方式の記録
ヘッドを搭載するインクジェット記録装置、該記録装置
を出力手段とした複写機、ファクシミリ、プリンタ、ワ
ードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の情報処理
システムに関するものである。なお、上記「出力」ある
いは以下の説明のなかで用いられる「記録」という言葉
は、紙、プラスチックシート等のみならず布への印刷
（プリント）も含むものであり、よって本発明は幅広い
産業分野（例えばアパレル産業等）において利用可能で
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録紙ともい
う）に対して記録を行なう記録装置は、種々の記録方
式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方
式、インクジェット方式による記録ヘッドを搭載可能な
形態として提案されている。

【０００３】これらの方式のなかで、インクジェット方
式はインクを吐出して記録紙に直接付着させる低騒音な
ノンインパクト方式の一つで、インク滴の形成方法およ
び噴射エネルギの発生方法により、コンテイニアス方式
（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれる）と
オンデマンド方式（ピエゾ方式、スパーク方式およびバ
ブルジェット方式が含まれる）とに大きく分類される。

【０００４】コンテイニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴が
記録紙に付着し、残りは無駄になる。これに対して、オ
ンデマンド方式は、印字に必要な時だけインクを吐出す
るために、インクの無駄がなく装置内部が汚れない。ま
た、オンデマンド方式はインクの吐出を開始したり停止
したりするため、コンテイニアス方式に比べて応答周波
数は低い。このため、ノズル数を増やすことで高速化を
実現している。したがって、現在市販されている記録装
置の多くはオンデマンド方式のものであり、このような
インクジェット方式の記録ヘッドを具備した記録装置
は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることから、
情報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファクシ
ミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークス
テーション等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパ
ーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディス
ク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポー
タブルプリンタとして利用され、かつ商品化されてい
る。この場合、インクジェット記録装置は、これら装置
固有の機能、使用形態等に対応した構成をとる。

【０００５】一般にインクジェット記録装置は、記録手
段（記録ヘッド）およびインクタンクと搭載するキャリ
ッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御す
るための制御手段とを具備する。そして、複数の吐出口
からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の搬送方
向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にシリ
アルスキャンさせ、一方で非記録時に記録紙を記録幅に
等しい量で間欠搬送するものである。この記録方法は、
記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出させて記録
を行うものであり、ランニングコストが安く、静かな記
録方式として広く用いられている。また、インクを吐出
する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置された記
録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録用紙上
を一回走査することでノズル数に対応した幅の記録がな
される。そのため、記録動作の高速化を達成することが
可能である。

【０００６】さらに、カラー対応のインクジェット記録
装置の場合、複数色の記録ヘッドにより吐出されるイン
ク液滴の重ね合わせることによりカラー画像を形成す
る。一般に、カラー記録を行う場合、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の３原色またはこれ
ら３原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種
類の記録ヘッドおよびインクカートリッジが必要とされ
る。昨今ではこのような３〜４色の記録ヘッドを搭載
し、フルカラーで画像形成が可能な装置が実用化されて
いる。

【０００７】さらにまた、上記インクジェット記録装置
は比較的容易にＡ１等の大判記録が可能な構成を取るこ
ともできる。すなわち、画像を読み取るリーダーを接続
し原稿を複写するＡ１版カラー記録対応の記録装置、例
えばＣＡＤ出力用プリンター等のプロッターも製品化さ
れている。また、一方で多様な使い方が要求されるよう
になり、会議、講義等におけるプレゼンテーション用に
投影可能なOHP フィルムへの記録の需要が高まってい
る。こうした需要に応えるため、インクの吸収特性が異
なる被記録媒体を必要に応じて選択した際に被記録媒体
の種類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発
および製品化が行われている。

【０００８】このようにインクジェット記録装置は、優
れた記録手段として幅広い産業分野（例えばアパレル産
業等）で需要が高まっており、またより一層高品位な画
像の提供も求められている。

【０００９】つぎに、インクジェット記録装置に備えら
れるインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドとも
いう）について述べる。

【００１０】上記記録ヘッドにおいてインクを吐出する
ためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段として
は、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、あ
るいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体
を加熱させるものなどがある。

【００１１】その中でも熱エネルギーを利用（膜沸騰現
象を利用）して液体を吐出させる方式（いわゆるバブル
ジェット方式）の記録ヘッドは、上記液体吐出口を高密
度に配列することができるために、高速記録、高解像
度、高画像品質、低騒音などの要求に応えることが可能
である。

【００１２】また、記録ヘッドの吐出口からインクを吸
引して吐出不良を解消する吸引回復動作を行う際に使用
したり、吐出口におけるインクの乾燥防止を図るため
に、吐出口のキャッピングを行うキャップを設けてい
る。また、吐出するにしたがって吐出口近傍に記録媒体
から跳ね返ってきたインクや吐出時に発生するミスト等
が蓄積してしまい、この蓄積したインクが吐出口につな
がって不吐出やヨレ等の吐出不良を引き起こす場合があ
る。これを防ぐために記録ヘッドの表面（フェイス面）
をウレタンゴム等の拭き部材でワイピングすることによ
り、表面のインクを掻き取っている。拭き部材の拭き性
能は性質や機械的な設定条件によるが、その性能を常時
維持するためには、拭き部材そのものの表面を清浄にし
ておく必要がある。その手段としては、拭き部材を吸収
体等に押し当ててワイピングで掻き取ったインクを吸収
させるクリーニング機構が設けられていることが多い。

【００１３】ここで、従来技術および本発明の理解を容
易にするために、従来のインクジェット記録ヘッドおよ
び該記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一
例を図８および９を参照して説明する。

【００１４】図８は、インクジェット記録装置に搭載さ
れるインクジェット記録ヘッドの概略的構成を説明する
ための断面斜視図である。

【００１５】参照符号８１は、インクを通すためのノズ
ルとなる複数の溝８３、これらの溝に連通した共通液室
となる溝８４、該共通液室へインクを供給するための供
給口５５が形成された天板であり、８２は各ノズルに対
応した電気熱変換体８６と各電気熱変換体に電力を供給
する電極８７とが成膜技術により一体的に形成された基
板である。このような天板８１と基板８２とが合わさっ
てインクを吐出するための複数の吐出口（オリフィス）
８８が形成される。

【００１６】このような構成からなる記録ヘッド８１
は、該記録ヘッドへ上記供給口からインクを供給するイ
ンクタンクと一体となってインクジェットカートリッジ
を構成する。

【００１７】図９は、図８に示したインクジェット記録
ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の概略的構成
を説明するための外観斜視図である。

【００１８】本図において、参照符号９０はプラテン９
４上に送紙されてきた記録紙の記録面に対向してインク
吐出を行うノズル群を具えたインクジェットヘッドカー
トリッジＩＪＣのインクジェットヘッド（記録ヘッド）
である。９６は記録ヘッド２０を保持するキャリッジＨ
Ｃであり、駆動モータ９７の駆動力を伝達する駆動ベル
ト９８の一部と連結し、互いに平行に配設された２本の
ガイドシャフト９９Ａおよび９９Ｂと摺動可能とするこ
とにより、記録ヘッド９０の記録紙の全幅にわたる往復
移動が可能となる。この往復移動中に記録ヘッド９０は
受信データに応じた画像を記録紙上に記録する。この１
主走査終了毎に記録紙は所定量搬送され副走査が行われ
る。

【００１９】参照符号１００はヘッド回復装置であり、
記録ヘッド９０の移動経路の一端、例えばホームポジシ
ョンと対向する位置に配設される。伝動機構９２を介し
たモータ９２の駆動力によって、ヘッド回復装置１００
を動作せしめ、記録ヘッド９０のキャッピングを行う。
このヘッド回復装置１００のキャップ部１００Ａによる
記録ヘッド９０へのキャッピング部に関連させて、ヘッ
ド回復装置１００内に設けた適宜の吸引手段（例えば、
吸引ポンプ）によるインク吸収（吸引回復）を行い、こ
れによりインクを吐出口から強制的に排出させることに
より吐出口内の増粘インクを除去する等の吐出回復処理
を行う。また、記録終了時等にキャッピングを施すこと
により記録ヘッドが保護される。このような吐出回復処
理は電源投入時、記録ヘッド交換時、一定時間以上記録
動作が行われない時等に行われるものである。

【００２０】１０１はヘッド回復装置１００の側面に配
設され、シリコンゴムで形成されるワイピング部材とし
てのブレードである。ブレード１０１はブレード保持部
材１０１Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復
装置１００と同様、モータ９２および伝動機構９３によ
って動作し、記録ヘッド９０の吐出面との係合が可能と
なる。これにより、記録ヘッド９０の記録動作における
適切タイミングで、あるいはヘッド回復装置１００を用
いた吐出回復処理後に、ブレード１０１を記録ヘッド９
０の移動経路中に突出させ、記録ヘッド９０の移動動作
に伴なって記録ヘッド２０の吐出面における結露，濡れ
あるいは塵埃等をふきとる。

【００２１】上記構成からなる記録ヘッドで行われるバ
ブルジェット方式のインク滴形成過程について簡単に説
明する。

【００２２】まず、発熱抵抗体（ヒータ）が所定の温度
に達するとヒータ面を覆うような膜気泡が生ずる。この
気泡の内部圧力は非常に高く、ノズル内のインクを押し
出す。インクはこの押し出しによる慣性力でノズルの外
およびその反対方向にある共通液室内に向かって移動す
る。インクの移動が進むと気泡の内部圧力は負圧にな
り、また流路抵抗も加わってノズル内部のインクの速度
は遅くなる。ノズル口（オリフィス）から外へ吐出され
たインクは、ノズル内部に比べて速いため、慣性力と流
路抵抗、気泡の収縮、インク表面張力のバランスでくび
れが生じ、分離・液滴化する。そして、気泡の収縮の収
縮と同時に、毛管力によりノズル内に共通液室よりイン
クが供給され次のパルスを待つ。

【００２３】このように、電気熱変換素子をエネルギー
発生手段として用いた記録ヘッドは、駆動電気パルス信
号により一対一の対応で液路のインク内に気泡を発生さ
せることができ、また即時かつ適切に気泡の成長・収縮
を行わせることができるので、特に応答性のすぐれたイ
ンク滴吐出が達成できる。また、記録ヘッドのコンパク
ト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術
の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工
技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易
で、製造コストも安価なことから有利である。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
優れた特性を発揮することが可能な構成を有しているに
もかかわらず、従来のインクジェット記録装置は、以下
のような問題を抱えている。すなわち、従来インクジェ
ット記録装置において、画像形成に欠かせないインクあ
るいは被記録媒体の種類や前記インクと前記被記録媒体
の相性によっては、１回の走査で記録した画像、すなわ
ち１画素に対し１ドット分のインク滴で形成された画像
では濃度が低く、画像品位が低くなるといった問題があ
り、特に黒文字品位の低下が顕著であった。

【００２５】そこで、従来は複数回の記録走査により、
同一画素に対し、同じインク量を複数回吐出することに
より画像を形成し、記録画像の濃度アップを計っている
が、複数回の記録走査を同じインク量によって行った場
合、画像の濃度は確かに増大する一方で、同一画素を複
数回走査するために起こるドット着弾位置のずれにより
画像の特に文字品位等のキレが悪くなるといった問題が
生じた。

【００２６】図１０を参照しながら上記問題点について
説明する。この図は、第１回目の走査（１スキャン）に
よって吐出されるインク滴の付着位置と、第２回目の走
査（２スキャン）によって吐出されるインク滴の付着位
置との関係を説明するためのもので、図中参照符号９０
は記録ヘッド、１０２は記録ヘッドのインク吐出面に形
成されたインク吐出口（ノズル）、１０３（１０３ａお
よび１０３ｂ）はノズルから吐出されたインク滴を示
す。なお、この図では、説明を簡単にするために便宜上
記録ヘッド９０のノズル数を８ノズルとしたが、もちろ
ん本発明はこれに限定されるものではない。

【００２７】図１０（ａ）に示したように１スキャン目
に印字されたドットと２スキャン目に印字されたドット
の位置が必ずしも一致していない。これは、記録ヘッド
の走査時に起こる位置ズレおよび記録ヘッドのフェイス
面のヌレ状態による吐出状態のヨレ等が原因で起こる着
弾位置のズレによるものである。この着弾位置のズレは
記録ヘッドあるいは記録装置により程度は異なるが全く
無くすことは非常に困難である。その結果、図１０
（ｂ）に示したように１画素が真円にはならず２つのド
ットが重なりあった状態となり、さらには１スキャン目
に印字されたドット内に２スキャン目の印字を行うと２
スキャン目のインクが１スキャン目のドット内に引き込
まれ１画素内に濃度の分布が発生してしまう。このよう
な現象は、画像上で濃度ムラ、白筋あるいは文字品位の
キレの悪さとして現れる。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづく記録方法は、複数のノズルからイ
ンク滴を吐出させることによって被記録媒体上に画像を
記録するためのもので、かつ各ノズルに吐出のためのエ
ネルギーを発生させるためのエネルギー変換素子を有す
る記録手段に適用される記録方法において、画像を構成
する一つの画素を複数の記録走査によって形成し、先行
する記録走査によって形成する半径ｂからなるドットと
の先行する記録走査に続く記録走査によって形成する半
径ａからなるドットとの中心間距離Ｌは、式：

【００２９】

【数２】Ｌ−ｂ≦ａ を満たす値をとることを特徴とする。好ましくは、先行
する記録走査によって形成するドットの半径ｂは、先行
する記録走査に続く記録走査によって形成するドットの
半径ａよりも大きい。好ましくは、一つの画素に対する
複数の記録走査は、各記録走査ごとに異なるノズルによ
ってインク滴吐出が行なわれる。好ましくは、記録走査
ごとに、ノズル内のエネルギー変換素子に印加する駆動
パルス幅を変化させるか、あるいはエネルギー変換素子
に印加する電圧を変化させる。好ましくは、複数のノズ
ルを複数のブロックに分割し、各ブロック内の一連のノ
ズルがそれぞれ異なったオリフィス面積を有する。さら
に好ましくは、エネルギー発生素子は、インクに膜沸騰
を生じさせる電気熱変換体である。

【００３０】本発明にもとづく記録装置は、上記記録方
法を利用する記録ヘッドを搭載することを特徴とする。

【００３１】また、本発明にもとづく情報処理システム
は、出力手段として上記記録装置を備えたことを特徴と
する。

【００３２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３３】＜実施例１＞図１は、本発明にもとづく記
録方法の一例を説明するためのものである。図中、参照
符号１０は記録ヘッド、１１はノズル、１２ａは１スキ
ャンの際に吐出されたインク滴、１２ｂは２スキャンの
際に吐出されたインク滴である。

【００３４】本実施例では、簡単のため記録ヘッドが８
個のマルチノズル（１０００）によって構成され、記録
を２回の走査（２スキャン）で行うものとする。本実施
例においては、ノズル列方向に対して１００％の信頼
性、走査方向に対しては５０％の信頼性で記録を行って
いる（図１（ａ））。

【００３５】まず、１スキャン目ではそれぞれのノズル
から吐出量８０ｐｌのインク滴を吐出させることによ
り、被記録媒体に記録を行う。ここで、記録ヘッドの駆
動電圧は２４Ｖ、印加パルス幅は４．５μｓである。こ
の際、ノズルからのインク滴の吐出方向は記録ヘッドの
種類あるいは記録ヘッドフェイス面の状態により、多少
なりともヨレて、着弾位置は本来着弾すべき位置からズ
レる。続いて、２スキャン目では、１スキャン目に記録
を行った同一画素に対して、それぞれのノズルから１ス
キャン目より少ない吐出量で記録を行う。ここでは、そ
れぞれのノズルから４０ｐｌの吐出量で記録を行ってい
る。記録ヘッドの駆動電圧は２０Ｖと１スキャン目より
低くする。本実施例では、インクの吐出量を記録走査毎
に記録ヘッドの駆動電圧を変調することにより変化させ
ているが印加するパルス幅を記録走査毎に変調させて吐
出量を変化させても良い。２スキャン目の記録でも１ス
キャン目と同様にノズルからのインク滴の吐出方向はヨ
レて、着弾位置は本来着弾すべき位置からずれる。これ
は、従来の同一の吐出量で２度記録を行った場合も同様
である。しかし、２スキャン目の記録では吐出量を４０
ｐｌと１スキャン目の記録より少なくすることにより１
スキャン目に記録されたドット内に着弾させることがで
きる。１スキャン目に記録されたドットと２スキャン目
に記録されたドットの中心間距離をＬとすると、１スキ
ャン目に記録されたドットの半径ａよりもドット中心間
距離Ｌが小さければ（ａ＜Ｌならば）１画素のドット形
状は真円を保つことが可能となる。さらに、１度被記録
媒体に記録されたドット上に新たなインク滴を乗せた場
合、先に記録されたドットのインク中に引き込まれるこ
とにより１画素内の濃度分布は均一にすることができる
（図１（ｂ））。

【００３６】従って、本発明によれば同一画素に複数回
の記録を行っても、１画素のドット形状を真円に保ち、
１画素内の濃度分布を均一にアップすることができ、キ
レの良い高品位な画像の記録が可能となる。

【００３７】＜実施例２＞マルチパス記録方式の場合に
ついて説明する（図２）。

【００３８】この実施例では、８画素（ヘッド長）の印
字領域を完成させるのにマルチヘッドを３回スキャンし
ているが、その半分の４画素単位の領域は２パスで完成
している。この場合マルチヘッドの８ノズルは、上４ノ
ズルと、下４ノズルのグループに分けられる。１回目の
スキャンで下４ノズルが印字し、２回目のスキャンで上
下８ノズルが印字し、３回目のスキャンで上４ノズルが
印字する。

【００３９】図２はある画像情報を基に一定領域の記録
がどのように完成されて行くかを８ノズルを持ったマル
チヘッド２０を用いて説明したものである。まず１スキ
ャン目では、下４ノズル２１ｅ〜２１ｈを用いて記録を
行う（図２（ａ））。この時の下ノズル２１ｅ〜２１ｈ
それぞれの吐出量は約８０ｐｌである。次に、２スキャ
ン目には紙送りを４画素（ヘッド長の１／２）だけ行
い、先に下４ノズル２１ｅ〜２１ｈで記録を行った画像
を上４ノズル２１ａ〜２１ｄを用いて再び記録し、下４
ノズルでは新たな画像の記録を行う（図２（ｂ））。こ
の時の上４ノズル２１ａ〜２１ｄそれぞれの吐出量は４
０ｐｌであり、同時に吐出される下４ノズル２１ｅ〜２
１ｈそれぞれの吐出量は８０ｐｌである。さらに３スキ
ャン目には再び４画素（ヘッド長の１／２）だけの紙送
りを行い、先に下４ノズル２１ｅ〜２１ｈで記録を行っ
た画像を上４ノズル２１ａ〜２１ｄを用いて、吐出量４
０ｐｌで再び記録する（図２（ｃ））。すなわち、上４
ノズル２１ａ〜２１ｄは常に下４ノズル２１ｅ〜２１ｈ
の吐出量より大きくすれば良いことになる。ここでは、
上４ノズル２１ａ〜２１ｄと下４ノズル２１ｅ〜２１ｈ
との吐出量を変化させるために上４ノズル２１ａ〜２１
ｄと下４ノズル２１ｅ〜２１ｈとに印加するパルス幅を
変えているが上４ノズル２１ａ〜２１ｄと下４ノズル２
１ｅ〜２１ｈのオリフィス面積をあらかじめ変えても良
い。このようにして順次４画素単位の紙送りと、吐出量
の異なる上４ノズルと下４ノズルによる記録を交互に行
うことにより、４画素単位の記録領域を１スキャン毎に
完成させていく。紙送りを行った際にはメカ精度誤差に
よりつなぎ筋、濃度ムラが発生するが、これは紙送り幅
が長く、濃度ムラの周期が長い程目立ち易くなる。従っ
て、マルチパス記録と同時に本発明を実施することによ
りつなぎ筋、濃度ムラを目立ちにくくできるとともに、
高濃度でキレの良い高品位な画像の記録が可能となる。

【００４０】＜実施例３＞本実施例では、ある画像デー
タを基に４スキャンの記録により濃度による階調表現を
行う場合について図３を参照に説明する。

【００４１】まず、１スキャン目には記録すべき領域
（ここではノズル列方向に７画素）を８０ｐｌの吐出量
で記録を行う（図３（ａ））。２スキャン目以降は、記
録すべき領域の階調データに基づいて記録を行うか否か
が決まる（図３（ｂ）〜（ｄ））。本実施例では、２ス
キャン目が４０ｐｌの吐出量で、３スキャン目が３０ｐ
ｌの吐出量で、４スキャン目が２０ｐｌの吐出量で記録
を行う。従って、ノズル３１ａで形成される画素は４つ
のドットから成り、インク量は計１７０ｐｌとなる。ま
た、ノズル３１ｆで形成される画素は２つのドットから
成り、インク量は計１００ｐｌとなる。４回の記録走査
により形成される１画素の階調表現は８段階となる。も
ちろん、１スキャン目に記録されたドット内に２スキャ
ン目以降のドットが打ち込まれるため４回の記録走査に
より形成されるドットは真円でしかも１つのドット内の
濃度分布が均一である（図３（ｅ）〜（ｆ））。本実施
例では簡単のため４回の記録走査で８つのマルチノズル
ヘッドを用いて説明したが階調の段階数に合わせて最適
にしても良く、ノズル数も同様である。

【００４２】以上の実施例では、１つの単色ヘッドにつ
いて説明を行ったが複数色分のカラーヘッドを組み合わ
せたり、１つの記録ヘッドで複数色記録可能なヘッドを
用いても良い。

【００４３】＜実施例４＞図４は、実施例１ないし３に
示した本発明にもとづくインクジェット記録方法が適用
される装置の一実施例の概略的構成を説明するための斜
視図である。

【００４４】図４に示すように、キャリッジ４０２は駆
動モータ４１１の正逆回転を２つの駆動力伝達ギヤ４０
９，４１０を介してリードスクリュ４０５に伝達するこ
とで、キャリッジ４０２は図示矢印ａ方向およびｂ方向
に往復移動される。キャリッジ４０２は、記録用のイン
クを収容するインクタンク（不図示）と記録紙４３０に
向けてインクを吐出する記録ヘッド（不図示）とが一体
になったインクジェットカートリッジ４０１が搭載され
ており、インクジェットカートリッジ１に対向して、記
録紙４３０を搬送するためのプラテン４０４が回転自在
に設けられている。プラテン４０４によって搬送された
記録紙４３０は、インクジェットカートリッジ４０１と
対向する側において紙押さえ板４０３によりプラテン４
０４に押圧されて、インクジェットカートリッジ４０１
との間隔が所定の間隔となるように保持される。そし
て、駆動モータ４１１によりキャリッジ４０２を移動さ
せつつ、記録ヘッドからインクを吐出する記録動作は、
記録制御手段４０２からの制御に基づいて行われ、その
ときの記録ドット数はドットカウント手段４２５により
カウントされる。また、インクジェットカートリッジ４
０１の記録ヘッドには、記録ヘッドの温度を測定するた
めの温度センサ４２１が取り付けられ、その値に応じた
電気量が、吸引動作制御手段４２３に出力される。な
お、温度センサ４２１は必ずしも記録ヘッドに取り付け
る必要はなく、記録ヘッドの温度を予測可能なものであ
ればインクジェット記録装置の任意の位置に取り付ける
ことができる。キャリッジ４０２の移動方向の図示左側
には２つのフォトカプラ４０７，４０８が設けられてい
る。これら各フォトカプラ４０７，４０８は、キャリッ
ジ４０２の図示左端部に設けられたレバー４０６のこの
域での存在を確認して、駆動モータ４１１の回転方向切
り換え等を行うためのホームポジション検知手段であ
る。また、インクジェットカートリッジ４０１の記録動
作における往復動作の範囲外で、吸引動作の際にインク
ジェットカートリッジ４０１が移動される位置には、キ
ャップ支持部材４１４に支持されたキャリッジ部材４１
３が設けられている。キャップ部材４１３はインクジェ
ットカートリッジ４０１の記録ヘッドの前面（吐出口面
９をキャップするもので、この状態で吸引手段４１２に
よりキャップ部材４１３内に吸引を行うことで、記録ヘ
ッド内の増粘インクや気泡を除去する等のヘッド回復動
作が行われる。キャップ部材４１３の側方には、ブレー
ド支持部材４１６に支持されたクリーニングブレード４
１５はブレード支持部材４１６に、インクジェットカー
トリッジ４０１に向けて突出可能に支持され、記録ヘッ
ドの前面との当接が可能となっている。これにより、吸
引動作後に、クリーニングブレード４１５をインクジェ
ットカートリッジ４０１の移動経路中に突出させ、イン
クジェットカートリッジ４０１の移動に伴って記録ヘッ
ド前面の汚れ等を拭き取る。クリーニングブレード４１
５はこの形態に限らず、周知のクリーニングブレードが
適用できることはいうまでもない。

【００４５】ここで、上述した記録ヘッドについて図５
を参照して説明する。図５は、図４に示したインクジェ
ットカートリッジの記録ヘッドの要部斜視図である。記
録ヘッドは、図５に示すように記録紙４３０（図４参
照）と所定の間隔において対面する吐出口５０１ａに、
所定のピッチで複数の吐出口５０１ｂが形成されてお
り、共通液室５０１ｃと各吐出口５０１ｂとを連結する
各液路５０１ｄの平面に沿ってインク吐出用のエネルギ
ーを発生するための電気熱変換体５０１ｅが配設されて
いる。共通液室５０１ｃは、前述したインクジェットカ
ートリッジ５０１（図４参照）のインクタンクと連結し
ており、共通液室５０１ｃにはインクタンクからインク
が供給される構成となっている。インクタンクから共通
液室５０１ｃに供給されて一時的に貯えられたインク
は、毛管現象により液路５０１ｄに侵入し、吐出口５０
１ｂでメニスカスを形成して液路５０１ｄを満たした状
態を保つ。このとき、電極（不図示）を介して電気熱変
換体５０１ｅが通電されて発熱すると、電気熱変換体５
０１ｅ上のインクが急激に加熱されて液路５０１ｄ内に
気泡が発生し、この気泡の膨張により吐出口５０１ｂか
らインクが吐出される。

【００４６】次に、装置構成の各部の記録制御を実行す
るための制御構成について、図６に示すブロック図を参
照して説明する。制御回路を示す同図において、６１０
は記録信号を入力するインターフェース、６１１はＭＰ
Ｕ、６１２はＭＰＵ６１１が実行する制御プログラムを
格納するプログラムＲＯＭ、６１３は各種データ（上記
記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存し
ておくダイナミック型のＲＡＭであり、印字ヘッド数
や、インク記録ヘッドの交換回数等も記憶できる。６１
４は記録ヘッドに対する記録データの供給制御を行うゲ
ートアレイであり、インターフェース６１０、ＭＰＵ６
１１、ＲＡＭ６１３間のデータの転送制御も行う。６２
０は記録ヘッドｘｘを搬送するためのキャリアモータ、
１９は記録用紙搬送のための搬送モータである。６１５
はヘッドを駆動するヘッドドライバ、６１６，６１７は
それぞれ搬送モータ６１９、キャリアモータ６２０を駆
動するモータドライバである。

【００４７】図７は、図６の各部の詳細を示す回路図で
ある。ゲートアレイ６１４は、データラッチ７４１、セ
グメント（ＳＥＧ）シフトレジスタ７４２、マルチプレ
クサ（ＭＰＸ）７４３、コモン（ＣＯＭ）タイミング発
生回路７４４、デコーダ７４５を有する。記録ヘッド６
１８は、ダイオードマトリックス構成を取っており、コ
モン信号ＣＯＭとセグメント信号ＳＥＧが一致したとこ
ろの吐出用ヒータ（Ｈ１からＨ１２８）に駆動電流が流
れ、これによりインクが加熱され吐出する。

【００４８】上記デコーダ７４５は、上記コモンタイミ
ング発生回路７４４が発生したタイミングをデコードし
て、コモン信号ＣＯＭ１〜８のいずれか１つを選択す
る。デーダラッチ７４１はＲＡＭ６１３から読み出され
た記録データを８ビット単位でラッチし、この記録デー
タをマルチプレクサ７４３はセグメントシフトレジスタ
７４２に従い、セグメント信号ＳＥＧ１〜８として出力
する。マルチプレクサ７４３からの出力は、１ビット単
位、２ビット単位、または８ビット全てなど、シフトレ
ジスタ７４２の内容によって種々変更することができ
る。

【００４９】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース６１０に記録信号が入るとゲートアレイ６１
４とＭＰＵ６１１との間で記録信号がプリント用の記録
データに変換される。そして、モータドライバ６１６，
６１７が駆動されるとともに、ヘッドドライバ１５に送
られた記録データに従って記録ヘッドが駆動され、印字
が行われる。

【００５０】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００５１】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００５２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００５３】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００５４】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００５５】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００５６】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００５７】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００５８】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００５９】

【発明の効果】本発明にもとづく記録方法は、複数のノ
ズルからインク滴を吐出させることによって被記録媒体
上に画像を記録するためのもので、かつ各ノズルに吐出
のためのエネルギーを発生させるためのエネルギー変換
素子を有する記録手段に適用される記録方法において、
画像を構成する一つの画素を少なくとも２回の記録走査
によって形成し、かつ少なくとも２回の記録走査のう
ち、第１の記録走査によって形成する半径ｂからなるド
ットと第２の記録走査によって形成される半径ａからな
るドットとの中心間距離Ｌは、式：

【００６０】

【数３】Ｌ−ｂ≦ａ を満たす値をとることを特徴とするものなので、記録画
像のキレを損なうことなく画像の濃度アップが可能で、
つなぎ筋を低減でき、さらには簡単に階調表現が可能な
インクジェット記録方法および記録装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづくインクジェット記録方法の第
１の実施例を説明するための模式図である。

【図２】本発明にもとづくインクジェット記録方法の第
２の実施例を説明するための模式図である。

【図３】本発明にもとづくインクジェット記録方法の第
３の実施例を説明するための模式図である。

【図４】本発明にもとづくインクジェット記録装置の一
実施例を説明するための斜視図である。

【図５】本発明にもとづくインクジェット記録装置に搭
載される記録ヘッドの一実施例を説明するための部分透
視斜視図である。

【図６】本発明にもとづくインクジェット記録装置の一
実施例における記録制御を説明するためのブロック図で
ある。

【図７】本発明にもとづくインクジェット記録装置の一
実施例における記録制御を説明するための回路図であ
る。

【図８】従来の記録装置の概略的構成を説明するための
斜視図である。

【図９】従来の記録装置に搭載される記録ヘッドの概略
的構成を説明するための斜視図である。

【図１０】従来のインクジェット記録方法を説明するた
めの模式図である。

【符号の説明】

１０ 記録ヘッド １１ ノズル １２ インク滴 ２０ 記録ヘッド ２１ ノズル ３０ 記録ヘッド ３１ ノズル

フロントページの続き (72)発明者 岩崎 督 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 新井 篤 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズルからインク滴を吐出させる
   ことによって被記録媒体上に画像を記録するためのもの
   で、かつ各ノズルに前記吐出のためのエネルギーを発生
   させるためのエネルギー変換素子を有する記録手段に適
   用される記録方法において、前記画像を構成する一つの
   画素を複数の記録走査によって形成し、先行する記録走
   査によって形成する半径ｂからなるドットとの前記先行
   する記録走査に続く記録走査によって形成する半径ａか
   らなるドットとの中心間距離Ｌは、式： 【数１】Ｌ−ｂ≦ａ を満たす値をとることを特徴とするインクジェット記録
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の記録方法において、前記
   先行する記録走査によって形成するドットの半径ｂは、
   前記先行する記録走査に続く記録走査によって形成する
   ドットの半径ａよりも大きいことを特徴とするインクジ
   ェット記録方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の記録方法におい
   て、前記一つの画素に対する前記複数の記録走査は、各
   記録走査ごとに異なるノズルによってインク滴吐出が行
   なわれることを特徴とするインクジェット記録方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項記載の
   記録方法において、前記記録走査ごとに、前記ノズル内
   のエネルギー変換素子に印加する駆動パルス幅を変化さ
   せることを特徴とするインクジェット記録方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれか一項記載の
   記録方法において、前記記録走査毎に前記ノズル内のエ
   ネルギー変換素子に印加する電圧を変化させることを特
   徴とするインクジェット記録方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項記載の
   記録方法において、複数のノズルを複数のブロックに分
   割し、各ブロック内の一連のノズルがそれぞれ異なった
   オリフィス面積を有することを特徴とするインクジェッ
   ト記録方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか一項記載の
   記録方法において、前記エネルギー発生素子は、前記イ
   ンクに膜沸騰を生じさせる電気熱変換体であることを特
   徴とするインクジェット記録方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか一記載の記
   録方法において、上記記録方法を実施する記録ヘッドを
   搭載することを特徴とするインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の記録装置を、出力手段と
   して備えたことを特徴とする情報処理システム。